Herramientas de TBM y principios de rotura de roca

Actualmente, los cortadores utilizados en las máquinas tuneladoras se dividen generalmente en dos categorías principales: cortadores de raspado y cortadores de rodillos.

Cortadores de raspado (raspadores, desgarradores): Los cortadores de raspado se refieren a cortadores rompe rocas que solo giran con la cabeza de corte y no rotan sobre su propio eje. Existe una amplia variedad de cortadores de raspado. Actualmente, los cortadores de raspado comúnmente utilizados en las máquinas tuneladoras incluyen raspadores de calibre, raspadores, dientes de cuchara, precortadores, cortadores de desgarre, cortadores de cola de pez, etc.

Cortadores de rodillos (cortadores de disco / rodillos): Los cortadores de rodillos se refieren a cortadores rompe rocas que no solo giran con la cabeza de corte sino que también rotan sobre su propio eje simultáneamente.

Según la forma del filo de corte, los cortadores de rodillos se pueden dividir en: cortadores dentados (dientes de acero y dientes insertados) y cortadores de disco (cortadores de disco de anillo de acero y cortadores de disco de anillo insertado).

Según la posición de instalación, los cortadores de rodillo se pueden dividir en: cortadores centrales, cortadores de cara, cortadores de calibre y cortadores de escariado.

Los cortadores de rodillo utilizados en las máquinas tuneladoras de escudo son principalmente cortadores de disco, que se pueden clasificar además en variantes de filo simple, filo doble y filo múltiple.

Según el diámetro exterior del filo de corte, se dividen en especificaciones como 13, 15, 17 y 19 pulgadas, siendo la serie de 17 pulgadas la más utilizada actualmente. (Pulgadas: 1 pulgada = 25,4 mm; 17 pulgadas = 17 x 25,4 mm).

Bajo el empuje aplicado por los cilindros hidráulicos longitudinales, el cabezal de corte fuerza a los discos de corte montados en él a penetrar en la roca. Impulsado por el sistema de rotación, el cabezal de corte lleva los cortadores de rodillo a girar alrededor del eje central del cabezal de corte. Al mismo tiempo, cada cortador de rodillo gira alrededor de su propio eje de corte, haciendo que los cortadores rueden y trituren continuamente sobre la superficie de la roca. El cabezal de corte aplica tanto fuerza de empuje como fuerza de rodadura (par) a los anillos de corte. La fuerza de empuje hace que el anillo de corte penetre en la masa rocosa, mientras que la fuerza de rodadura hace que el anillo de corte ruede sobre ella. Mediante las acciones de extrusión y cizallamiento de los cortadores de rodillo sobre la masa rocosa, la roca se fractura, cortando una serie de círculos concéntricos en la superficie de la roca.